《LM358正弦波、方波、三角波产生电路设计与应用》
一、引言
在电子领域中，波形发生器是一种非常重要的电路，它可以产生各种不同的波形信号，包括正弦波、方波和三角波等。LM358作为一款宽幅增益带宽产品电压反馈运算放大器，被广泛应用于波形发生器电路中。本文将探讨如何利用LM358设计正弦波、方波和三角波产生电路，并简要介绍其应用。
二、LM358正弦波产生电路设计
1. 基本原理
LM358正弦波产生电路的基本原理是利用振荡电路产生稳定的正弦波信号。通过LM358的高增益和频率特性，结合RC滤波电路，可以实现较为稳定的正弦波输出。
2. 电路设计
（1）LM358引脚连接。将LM358的引脚2和3分别与电容C1和C2相连，形成反馈电路，引脚1接地，引脚4和8分别接正负电源，引脚5接地，引脚7连接输出端。
（2）RC滤波电路。在LM358的输出端接入RC滤波电路，通过调节电阻和电容的数值，可以实现所需的正弦波频率和幅值。
3. 电路测试
连接电源并接入示波器进行测试，调节RC滤波电路的参数，可以观察到稳定的正弦波信号输出。
三、LM358方波产生电路设计
1. 基本原理
LM358方波产生电路的基本原理是通过LM358的高增益和高速响应特性，结合反相输入和正向输入，实现对方波信号的产生。
2. 电路设计
（1）LM358引脚连接。将LM358的引脚2和3分别与电阻R1和R2相连，引脚1接地，引脚4和8分别接正负电源，引脚5接地，引脚7连接输出端。
（2）反相输入和正向输入。通过R1和R2的分压作用，实现LM358反相输入和正向输入，从而产生方波输出。
3. 电路测试
连接电源并接入示波器进行测试，调节R1和R2的数值，可以观察到稳定的方波信号输出。
四、LM358三角波产生电路设计
1. 基本原理
LM358三角波产生电路的基本原理是通过LM358的反相输入和正向输入结合，实现对三角波信号的产生。
`三角波发生电路的原理
如图所示：由R1、R2、Q1、Q2组成对电容C2充电的恒流源1；由R3、R4、Q3、Q4组成对电容C2放电的恒流源2。
1、上电的瞬间，C2的电压为0V（对GND），NE555的3脚为高电平（即电压为VCC）（具体
看NE555资料），所以D1导通，D4截至，D3导通，D2截至。恒流源1通过D1对电容C2进
行线性充电，充电电流为I。
tCIdtCIdtCIVc2
C为电容的容量
可以看出，以恒定电流I对电容充电，其两端电压和时间t成一次函数的关系，即线性关系，
即得到三角波的上升沿； 2、当电容C2两端电压达到电源电压的2/3时，即对2脚和6脚同时施加了2/3*VCC的电压，NE555的3脚变为低电平（即电压为GND），此时，D3截至，D4导通，D1截至，D2
导通，电容C2通过D2，恒流源2线性放电，得到三角波的下降沿； 3、当电容C2的电压降到电源电压的1/3以下时，重复1的过程，又开始对电容充电，就这
样周而复始的线性充电、线性放电形成了周期性的三角波。 4、从以上分析可知：产生的三角波含有一个直流成分，即电源电压的1/3。 5、而3脚周期性的高电平、低电平，即为一方波。其频率和三角波频率一样。
6、关于电流
)2100/()21/(RVbeRRVbeI
这里的Vbe是三极管基极和发射极的电压，为一常数，其数值需要实际测量。
令R2 = R4，即可以得到相等的充电电路和放电电流，这样三角波才左右对称。 7、关于周期的计算
由上面的推导可知，充电和放电过程各占周期的1/2，在半个周期内电容C2的电压上
升了或下降了1/3*VCC由上面推出的公式可以得：
231T
CIVcc
既可解出T，在用Tf1可以计算出频率。
例如：按图给定的参数，R2 = 200，C2=1nF，这里我们给定Vbe=1.5V，Vcc=12V
mAI52001005.1
usCVccT19.2105310122
专业：
实验报告 姓名：
学号：
日期：
课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩：
实验名称：波形发生器电路分析与设计 实验类型： 电路实验 同组学生姓名：
一、实验目的和要求：
桥式正弦振荡电路设计
1. 正弦波振荡电路的起振条件。
2. 正弦波振荡电路稳幅环节的作用以及稳幅环节参数变化对输出波形的影响。
3. 选频电路参数变化对输出波形频率的影响。
4. 学习正弦振荡电路的仿真分析与调试方法。
B. 用集成运放构成的方波、三角波发生电路设计
1. 掌握方波和三角波发生电路的设计方法。
2. 主要性能指标的测试。
3. 学习方波和三角波的仿真与调试方法。
二、实验设备：
示波器、万用表
模电实验箱
三、实验须知：
1． RC桥式正弦波振荡电路，起振时应
满足的条件是： 闭环放大倍数大于
3，即 Rf >2R1，引入正反馈
3． RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率
:
RC桥式正弦波振荡电路，稳定振荡时应
满足的条件是： 电路中有非线性元
件起自动稳幅的作用
4． RC桥式正弦波振荡电路里 C的大小：
f0
1/(2
π RC)
C
5． RC桥式正弦波振荡电路 R1 的大小： 6． RC桥式正弦波振荡电路 R2 的大小：
R1=15kΩ R2= Ω
7．RC桥式正弦波振荡电路是通过哪几个 8．波形发生器电路里 A1的输出会不会
元器件来实现稳幅作用的 随电源电压的变化而变化
答：配对选用硅二极管 ，使两只二极 答：A1输出不会改变， 电源电压的变
管的特性相同，上下对称，根据振荡 化通过选频网络调节， 不影响放大和
幅度的变化， 采用非线性元件来自动 稳幅环节
改变放大电路中负反馈的强弱， 以实
现稳幅目的
8．波形发生器电路里 v01 的输出主要由谁 9．波形发生器电路里， R 和 C的参数大
实验四波形发生与变换电路设计
实验目的:
1.了解波形发生电路的基本原理和设计方法。
2.了解电位器在波形发生电路中的应用。
3.掌握使用运算放大器实现波形发生电路的方法。
4.学会使用双稳态多谐振荡电路。
实验仪器:
1.AD623全差动放大器芯片。
2.电位器。
3.电容器。
4.电阻器。
5.示波器。
6.功放芯片。
7.函数发生器。
8.蓝色草图记录纸。
实验原理:
1.正弦波发生电路设计:
正弦波发生电路是由运算放大器构成的，其主要由一个反相输入端，一个非反相输入端，以及一个输出端组成。当输入端应用一定的正弦波信号时，通过运算放大器放大后，输出端可以得到相应的正弦波信号。通过调节反相输入端和非反相输入端之间的电阻比例，可以改变输出端的幅度。
2.方波发生电路设计:
方波发生电路是由运放和与运放相关的电阻、电容等元器件组成的。电容的充放电过程可以实现方波的产生。当电容放电时，输出端输出低电平，当电容充电时，输出端输出高电平。通过改变电容的充放电时间和电压比例，可以改变输出端的频率和占空比。
3.三角波发生电路设计:
三角波发生电路是由运放和与运放相关的电阻、电容等元器件组成的。根据电容充放电的特性，可以通过改变电容充放电的时间常数，来实现产生三角波信号。通过改变电容充放电的时间常数，可以改变输出端的频率。
实验步骤:
1.正弦波发生电路设计:
(2) 通过一个蓄电池连接 AD623 的 Vref 引脚来为芯片供电。
(3)将正弦波输入电压连接到AD623的非反相输入端。
(4)通过调节电位器的阻值，改变反相输入端和非反相输入端之间的电阻比例。
(5)连接示波器，观察并记录输出端的正弦波形状和幅度。
2.方波发生电路设计:
(1)连接运放芯片。
(2)连接电位器，将其接入运放的非反相输入端。 (3)连接一个电容器。
(4)连接电阻器，用于调节电容充电和放电时间。
(5)连接示波器，观察并记录输出端的方波形状和频率。
